對于一個局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network），大多數(shù)情況是網(wǎng)內(nèi)各端站間的通信，但是，也有網(wǎng)內(nèi)某端站需與其它LAN（或不同技術(shù)的LAN）、或其它IEEE 802網(wǎng)絡(luò)上的端站進(jìn)行通信的情況。此時，就需要網(wǎng)間的互聯(lián)互通，對于局域網(wǎng)的網(wǎng)間互通的方法，IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)局域網(wǎng)的OSI/RM的分層，建立了三種機(jī)制：一是通過物理層互連（使用通常稱為中繼器或集線器的設(shè)備）；二是通過MAC層互連（使用被稱為橋接器的設(shè)備）；三是通過網(wǎng)絡(luò)層互連（使用通常稱為路由器的設(shè)備）。
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一、中繼器：在物理層互連
中繼器（repeaters）或集線器（hub）工作在局域網(wǎng)OSI/RM的最低層-物理層（PHY），如下圖1-1所示。中繼器的作用是放大通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號，用于擴(kuò)展局域網(wǎng)的服務(wù)范圍。由于中繼器工作在物理層，所以它對于高層協(xié)議是完全透明的，即無論高層采用什么協(xié)議都與中繼器無關(guān)。
圖 1-1：中繼器的OSI/RM
最初的IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)是針對連接到共享通信媒體的終端站的。這種基本配置被稱為單一訪問域；域由一組端站組成，這樣，在給定的時間內(nèi)，最多只有一個端站可以發(fā)送，其他所有站都充當(dāng)（潛在的）接收器。在這種情況下，處理“一次一個”訪問仲裁的功能由共享媒體上的一組MAC執(zhí)行。中繼器是一種設(shè)備，用于連接物理通信媒體的各個部分，例如，在超出技術(shù)的物理規(guī)范時擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的范圍，同時為附屬站提供單個訪問域。
采用中繼器所連接的網(wǎng)絡(luò)，在邏輯功能方面關(guān)系上是同一個網(wǎng)絡(luò)。在下圖1-2所示的同軸電纜以太網(wǎng)中，兩段電纜其實(shí)相當(dāng)于一段。中繼器僅僅起了擴(kuò)展距離的作用，但它不能提供隔離功能。中繼器的主要優(yōu)點(diǎn)是安裝簡單，使用方便，幾乎不需要維護(hù)。用于支持星形有線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接的多個端站的中繼器通常被稱為集線器。集線器也可以看成是一種中繼器。
圖 1-2：中繼器連接示意圖
二、網(wǎng)橋：在MAC層互連
1、概述
網(wǎng)橋（Bridges）的操作在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行，如下圖2-1-1所示，此時也稱之為橋接。通過網(wǎng)橋設(shè)備在MAC層上實(shí)現(xiàn)互連是局域網(wǎng)一種重要的互連方式。
圖 2-1-1：網(wǎng)橋的OSI/RM
當(dāng)一個信息包通過網(wǎng)橋時，網(wǎng)橋檢查它的源地址和目的地址。如果這兩個地址分別屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，則網(wǎng)橋把該信息包轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)上，反之則不轉(zhuǎn)發(fā)，所以網(wǎng)橋具有過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能，因此能起到網(wǎng)絡(luò)的隔離作用，這樣提高了網(wǎng)絡(luò)的整體效率。網(wǎng)橋?qū)Ω邔訁f(xié)議也是透明的。網(wǎng)橋還有一個重要特點(diǎn)；它能連接各種不同傳輸媒體的網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)橋的最簡單形式是互連兩個局域網(wǎng)的兩端口網(wǎng)橋，如下圖2-1-2(a)所示。由于網(wǎng)橋具有隔離作用，所以網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率高。當(dāng)兩個網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)訪問各自的服務(wù)器時，它們同時工作，互不干擾。還有多端口網(wǎng)橋，將多個局域網(wǎng)互連，稱為多路網(wǎng)橋。網(wǎng)橋還可以分近程網(wǎng)橋和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。近程網(wǎng)橋直接把網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體連入網(wǎng)橋。遠(yuǎn)程網(wǎng)橋則通過長途線路連接網(wǎng)絡(luò)。兩個局域網(wǎng)通過遠(yuǎn)程網(wǎng)橋互連時，每個網(wǎng)絡(luò)上都要安裝一個網(wǎng)橋，如下圖2-1-2(b)所示。
圖 2-1-2：網(wǎng)橋連接示意圖
2、橋接式網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)橋是連接多個訪問域的站點(diǎn)。IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)間的橋接互通提供了基本規(guī)范。橋接式局域網(wǎng)由一個或多個網(wǎng)橋以及它們相互連接的一整套訪問域組成。橋接的局域網(wǎng)為屬于其任何訪問域的端站提供了包含所有附屬端站的網(wǎng)絡(luò)的連通性。IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)中的橋接規(guī)范增加了額外的功能，包括虛擬局域網(wǎng)（VLAN）、優(yōu)先級和供應(yīng)商橋接。橋接式網(wǎng)絡(luò)可以提供如下表2-2所述的功能。若要詳細(xì)了解IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)和IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的請查閱下附件2-2-1和附件2-2-2。
表 2-2：橋接式網(wǎng)絡(luò)提供的功能
附件 2-2-1：802.1D-2004《IEEE 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)-媒體訪問控制（MAC）網(wǎng)橋》
附件 2-2-2：802.1Q-2022《IEEE 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)-網(wǎng)橋和橋接網(wǎng)絡(luò)》
3、橋接中繼（relaying）和過濾（filtering）
網(wǎng)橋處理MAC子層中的協(xié)議，對LLC子層和更高層的協(xié)議在功能上是透明的。MAC幀在訪問域之間轉(zhuǎn)發(fā)，或過濾（即不轉(zhuǎn)發(fā)到某些訪問域），基于MAC幀中包含的尋址和協(xié)議信息。下圖2-3顯示了橋接功能在MAC子層中的位置，特別注意的是，中繼和過濾被認(rèn)為完全屬于MAC子層。
圖 2-3：帶橋接的MAC子層內(nèi)部組織
4、透明橋接（Transparent bridging）
IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)和IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了透明橋接操作，之所以這樣稱呼，是因為MAC橋接功能不要求發(fā)送和接收的MAC用戶幀攜帶任何與橋接功能操作有關(guān)的附加信息；端站操作不會因網(wǎng)橋的存在而改變。
5、供應(yīng)商橋接（Provider bridging）
IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了虛擬橋接局域網(wǎng)支持MAC業(yè)務(wù)的方法；這些網(wǎng)絡(luò)的操作原理以及VLAN感知橋接的操作，包括管理、協(xié)議和算法。該標(biāo)準(zhǔn)還使服務(wù)供應(yīng)商能夠使用指定的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議，以便為許多客戶提供相當(dāng)于單獨(dú)的局域網(wǎng)、橋接局域網(wǎng)或虛擬橋接局域網(wǎng)的服務(wù)，同時不需要客戶之間的合作，并且每個客戶與服務(wù)供應(yīng)商之間的合作最少。
6、交換機(jī)（switch）
交換機(jī)（switch），也稱以太網(wǎng)交換機(jī)（Ethernet Switch）。以太網(wǎng)交換機(jī)指實(shí)質(zhì)上是支持以太網(wǎng)接口的多端口網(wǎng)橋。交換機(jī)通常使用硬件實(shí)現(xiàn)過濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)橋功能中相應(yīng)功能。
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三、路由器：在網(wǎng)絡(luò)層互連
路由器（Router）工作在網(wǎng)絡(luò)層，如下圖3-1所示。路由器中存放著一個路由表，根據(jù)它決定用戶數(shù)據(jù)的流向。路由器可以用于連接多個網(wǎng)絡(luò)和多種傳輸媒體，適用于復(fù)雜和大型的網(wǎng)絡(luò)互連。由于路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，所以網(wǎng)絡(luò)層以下的低層協(xié)議不能使用。路由器具有下表3所描述的特點(diǎn)，由于路由器所具有的這些特點(diǎn)，除了用于局部網(wǎng)之間的互連外，也用于實(shí)現(xiàn)局部網(wǎng)和廣域網(wǎng)的互連，如下圖3-2所示。
圖 3-1：路由器的OSI/RM
表 3：路由器的特點(diǎn)
圖 3-2：路由器應(yīng)用示意圖
路由器是作為IEEE 802終端站運(yùn)行的互連設(shè)備。這些處理直接在LLC子層之上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，基于網(wǎng)絡(luò)層地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)決策。這種互連的細(xì)節(jié)不在IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，但是所涉及的各種標(biāo)準(zhǔn)和專有網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議代表了許多IEEE 802網(wǎng)絡(luò)上用戶流量的很大一部分。特別是，IEEE 802網(wǎng)絡(luò)通常通過路由器進(jìn)行互連，用于IP及其相關(guān)的路由和管理協(xié)議，或者直接連接到其他IEEE 802網(wǎng)絡(luò)，或者WAN連接。
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四、網(wǎng)關(guān)：在高層互連
通過OSI/RM的高層的網(wǎng)關(guān)設(shè)備互連不屬于局域網(wǎng)互連的范疇，這里僅做一介紹了解。這是因為：
網(wǎng)關(guān)（gateway）用于兩個大型網(wǎng)絡(luò)或完全不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)工作在OSI/RM的高三層，即對話層、表示層和應(yīng)用層，如下圖4-1所示。網(wǎng)關(guān)的重要特點(diǎn)是具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，也就是把一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換到另一種協(xié)議，并且還保留原有的功能。所以網(wǎng)關(guān)也稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
圖 4-1：網(wǎng)關(guān)的OSI/RM
網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的例子可見下圖4-2所示。由于網(wǎng)關(guān)提供一種協(xié)議到另一種協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能，因此它的效率比較低，透明性不好，而且更具有針對性。網(wǎng)關(guān)的管理比網(wǎng)橋和路由器更加復(fù)雜。
圖4-2：網(wǎng)關(guān)應(yīng)用示意圖
上述介紹的局域網(wǎng)互連的方法，也適用于IEEE 802網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通。因為局域網(wǎng)是IEEE 802網(wǎng)絡(luò)家族的一種。
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